DE112005003549B4

DE112005003549B4 - Process for producing silicon blocks and silicon wafers

Info

Publication number: DE112005003549B4
Application number: DE112005003549T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Morikawa; Shoichi Karakida; Takafumi Kawasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2025-05-12
Also published as: US7591712B2; WO2006120736A1; US20080223351A1; DE112005003549T5; JP5079508B2; JPWO2006120736A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Siliziumwafern (1), enthaltend die Schritte:
1) Ausschneiden eines Siliziumblocks (2), welcher eine vorbestimmte Oberflächenrauhigkeit aufweist, aus einem Siliziumbarren (4) unter Verwendung eines Siliziumbarrenschneideslurrys; und
2) Ausschneiden von Siliziumwafern (1), welche jeweils eine vorbestimmte Dicke aufweisen, aus dem Siliziumblock (2),
wobei das Siliziumbarrenschneideslurry Schleifkörner und eine alkalische Substanz enthält;
das Slurry ein organisches Amin in einem Massenverhältnis von 0,5 bis 5,0 bezüglich Wasser in den flüssigen Komponenten des Slurrys enthält;
das Slurry bei einem pH-Wert von 12 oder mehr und einer Temperatur von 65 bis 95 Grad C verwendet wird; und
die vorbestimmte Oberflächenrauhigkeit gleich oder geringer eingestellt wird als ein oberer Wert eines Bereichs, in welchem eine Substratbeschädigungsverbesserungsrate 80% oder mehr wird.Method for producing silicon wafers (1), comprising the steps:
1) cutting out a silicon ingot (2) having a predetermined surface roughness from a silicon ingot (4) using a silicon ingot cutting line; and
2) cutting silicon wafers (1) each having a predetermined thickness from the silicon block (2),
wherein the silicon ingot cutting slurry contains abrasive grains and an alkaline substance;
the slurry contains an organic amine in a mass ratio of 0.5 to 5.0 with respect to water in the liquid components of the slurry;
the slurry is used at a pH of 12 or more and at a temperature of 65 to 95 degrees C; and
the predetermined surface roughness is set equal to or lower than an upper value of a range in which a substrate damage improving rate becomes 80% or more.

Description

TECHNISCHER BEREICHTECHNICAL PART

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Siliziumblöcken aus einem polykristallinen Barren und zur Produktion eines Siliziumwafers zur Verwendung für eine Solarbatterie aus den hergestellten Siliziumblöcken.The present invention relates to a method for producing silicon ingots from a polycrystalline ingot and producing a silicon wafer for use as a solar battery from the silicon ingots produced.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Polysiliziumwafer, die zur Herstellung von Solarbatterien verwendet werden, werden hergestellt, indem aus einem quadratischen Prisma ein Polysiliziumbarren hergestellt wird, von dem Polysiliziumbarren eine Vielzahl von Polysiliziumblocks unter Verwendung einer Bandsäge usw. ausgeschnitten werden, jeder in der Form eines quadratischen Prismas und indem weiterhin jeder Polysiliziumblock in viereckige Platten zu Scheiben geschnitten wird.Polysilicon wafers used to make solar batteries are made by making a polysilicon ingot from a square prism from which polysilicon ingots are cut out a plurality of polysilicon ingots using a band saw, etc., each in the form of a square prism and further each Polysilicon block is cut into quadrilateral slices.

Wenn eine Bandsäge verwendet wird, um die Siliziumblöcke aus dem Siliziumbarren zu schneiden, können Oberflächen der Blöcke beschädigt werden, und wenn Siliziumwafer hergestellt werden, ohne derartig beschädigte Teile zu entfernen, entsteht das Problem, dass Brüche in den folgenden Prozessen nach der Herstellung der Siliziumwafer entstehen können, was zu einer Reduktion des Ertrags der Produkte führt. Folglich werden die Seitenoberflächen der Siliziumblöcke mechanisch poliert (siehe z. B. das erste Patentdokument).When a band saw is used to cut the silicon ingots from the silicon ingot, surfaces of the ingots may be damaged, and when silicon wafers are made without removing such damaged parts, there arises a problem that cracks in the following processes after the silicon wafers are made can arise, which leads to a reduction of the yield of the products. As a result, the side surfaces of the silicon ingots are mechanically polished (see, for example, the first patent document).

Die Druckschrift JP 2005-088394 A beschreibt ein Slurry zum Schneiden von Siliziumbarren. Das Slurry enthält dabei Schleifkörner und eine basische Substanz und weist insgesamt einen pH-Wert von 12 oder mehr auf.The publication JP 2005-088394 A describes a slurry for cutting silicon ingots. The slurry contains abrasive grains and a basic substance and has a total of a pH of 12 or more.

Erstes Patentdokument: Japanische Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 2004-6997 First patent document: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-6997

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDENPROBLEMS WHICH ARE SOLVED BY THE INVENTION

Zuallererst wird ein alkalisches Slurry verwendet, um die Beschädigung der konventionell hergestellten Blockoberflächen auf ein Minimum zu unterdrücken, wenn die Siliziumblöcke von dem Siliziumbarren ausgeschnitten werden. Wie im technischen Hintergrund beschrieben, kann dann das Phänomen beobachtet werden, dass, selbst wenn mechanisches Polieren auf die Seitenflächen der Siliziumblöcke angewendet wird, so dass die Oberflächenrauhigkeit nach dem Polieren 8 μm oder weniger beträgt, eine Beschädigung des Substrats zum Zeitpunkt der Herstellung einer Solarbatterie, welche Siliziumwafer verwendet, auftreten kann, so dass der Ertrag des Produkts reduziert werden könnte.First of all, an alkaline slurry is used to minimize damage to the conventionally-made block surfaces when the silicon ingots are cut from the silicon ingot. Then, as described in the background, the phenomenon that even if mechanical polishing is applied to the side surfaces of the silicon ingots so that the surface roughness after polishing is 8 μm or less, damage to the substrate at the time of manufacturing a solar battery can be observed which uses silicon wafers may occur so that the yield of the product could be reduced.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Siliziumblocks und Siliziumwafern zur Verfügung zu stellen, in welchem der Ertrag der Produkte verbessert werden kann, indem das Verhältnis zwischen dem Zustand von Siliziumwafern und Brüchen untersucht wird.The object of the present invention is to provide an improved process for the production of silicon ingots and wafers in which the yield of the products can be improved by examining the relationship between the state of silicon wafers and fractures.

MAßNAHMEN ZUR LÖSUNG DES PROBLEMSMEASURES TO SOLVE THE PROBLEM

Ein Verfahren zur Herstellung eines Siliziumblocks entsprechend einem ersten Schritt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren zum Schneiden eines Siliziumbarrens unter Verwendung eines Siliziumbarrenschneideslurrys, das Schmirgelkörner und eine alkalische Substanz enthält, worin der Inhalt der alkalischen Substanz mindestens 3,5 Masse-% bezüglich der Masse der gesamten flüssigen Komponenten des Slurrys beträgt; das Slurry enthält ein organisches Amin in einem Massenverhältnis von 0,5 bis 5,0 bezüglich des Wassers in den flüssigen Komponenten des Slurrys; der pH-Wert des Slurrys ist 12 oder höher; und das Slurry wird bei einer Temperatur von 65 bis 95°C verwendet.A method for producing a silicon ingot according to a first step of the present invention is a method of cutting a silicon ingot using a silicon ingot cutting slurry containing emery grains and an alkaline substance, wherein the content of the alkaline substance is at least 3.5 mass% by mass the total liquid component of the slurry is; the slurry contains an organic amine in a mass ratio of 0.5 to 5.0 with respect to the water in the liquid components of the slurry; the pH of the slurry is 12 or higher; and the slurry is used at a temperature of 65 to 95 ° C.

Zusätzlich besteht ein Siliziumblock entsprechend der vorliegenden Erfindung in einem Siliziumblock, der aus einem Siliziumbarren ausgeschnitten und in einem zweiten Schritt in eine Vielzahl von Siliziumwafern geschnitten wird, von denen jeder eine vorgegebene Dicke hat, unabhängig davon, ob der besagte alkalische Schlicker verwendet wird, wobei die Oberflächenrauhigkeit einer Seitenoberfläche des Siliziumblocks, korrespondierend zu einer Kantenfläche jedes der Siliziumwaferscheiben, die je eine Dicke von 280 μm haben, kleiner ist als 3 μm.In addition, a silicon ingot according to the present invention is comprised of a silicon ingot cut out of a silicon ingot and cut in a second step into a plurality of silicon wafers each having a predetermined thickness regardless of whether said alkaline slip is used the surface roughness of a side surface of the silicon block corresponding to an edge surface of each of the silicon wafer disks each having a thickness of 280 μm is smaller than 3 μm.

Darüberhinaus ist die Oberflächenrauhigkeit einer Seitenfläche des Siliziumblocks, korrespondierend zu einer Kantenfläche jedes der Siliziumwaferscheiben, die je eine Dicke von 240 μm haben, 1 μm oder weniger.Moreover, the surface roughness of a side surface of the silicon block corresponding to an edge surface of each of the silicon wafer disks each having a thickness of 240 μm is 1 μm or less.

EFFEKT DER ERFINDUNGEFFECT OF THE INVENTION

In einem Siliziumblock entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Oberflächenrauhigkeit einer Schnittfläche des aus einem Siliziumbarren ausgeschnittenen Siliziumblocks fein gemacht werden, indem erreicht wird, dass der Anteil der alkalischen Substanz mindestens 3,5 Massen-% bezüglich der Masse der gesamten flüssigen Komponenten des Slurrys ist und das Slurry ein organisches Amin von 0,5 bis 5 eines Massenverhältnisses bezüglich des Wassers in den flüssigen Komponenten des Slurrys enthält, und indem der pH-Wert des Slurrys auf 12 oder mehr eingestellt wird.In a silicon block according to the present invention, the surface roughness of a sectional surface of the silicon ingot cut out of a silicon ingot can be made fine by making the content of the alkaline substance at least 3.5 mass% with respect to the mass of the whole liquid component of the slurry the slurry contains an organic amine of 0.5 to 5 of a mass ratio with respect to the water in the liquid components of the slurry, and adjusting the pH of the slurry to 12 or more.

Weiterhin wird ein Siliziumblock derart aus einem Siliziumbarren ausgeschnitten, dass die Oberflächenrauhigkeit einer Seitenfläche des Siliziumblocks korrespondierend zu einer Kantenfläche jeder der in Scheiben geschnittenen Siliziumwaferscheiben, die je eine Dicke von 240 μm haben, 1 μm oder weniger ist, unabhängig von der Verwendung eines solchen alkalischen Slurrys, und dass die Oberflächenrauhigkeit einer Seitenoberfläche des Siliziumblocks korrespondierend zu einer Kantenfläche einer jeden der Siliziumwaferscheiben, wobei jede eine Dicke von 280 μm hat, weniger ist als 3 μm oder weniger. Als ein Ergebnis ist im Falle der Herstellung einer Solarbatterie der Schaden eines Substrats klein, ähnlich zu dem Fall, dass eine Solarbatterie aus Siliziumwafern geformt wird, die auf eine Dicke von 330 μm in Scheiben geschnitten sind. Further, a silicon ingot is cut out of a silicon ingot so that the surface roughness of a side surface of the silicon ingot corresponding to an edge face of each of the sliced silicon wafer slices each having a thickness of 240 μm is 1 μm or less regardless of the use of such an alkaline ingot Slurries, and that the surface roughness of a side surface of the silicon ingot corresponding to an edge surface of each of the silicon wafer slices each having a thickness of 280 μm is less than 3 μm or less. As a result, in the case of manufacturing a solar battery, the damage of a substrate is small, similar to the case that a solar battery is formed of silicon wafers sliced to a thickness of 330 μm.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

1 ist eine Ansicht, die die Weise zeigt, in welcher ein Siliziumbarren zu Siliziumblocks geschnitten wird. 1 Fig. 13 is a view showing the manner in which a silicon ingot is cut into silicon ingots.

2 ist eine Ansicht, die die Weise zeigt, in welcher ein Siliziumblock in Siliziumwafer geschnitten wird. 2 Fig. 13 is a view showing the manner in which a silicon ingot is cut into silicon wafers.

3 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen der Oberflächenrauhigkeit und der Rate der Verbesserung einer Seitenfläche eines Siliziumblocks zeigt. 3 FIG. 16 is a view showing the relationship between the surface roughness and the rate of improvement of a side surface of a silicon ingot. FIG.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

1 ist eine Ansicht, die die Weise zeigt, in der in der vorliegenden Erfindung ein Siliziumbarren in Siliziumblocks geschnitten wird und 2 ist eine Ansicht, die die Weise zeigt, in der in der vorliegenden Erfindung ein Siliziumblock in Siliziumwafer geschnitten wird. 1 FIG. 14 is a view showing the manner in which a silicon ingot is cut into silicon ingots in the present invention, and FIG 2 Fig. 13 is a view showing the manner in which a silicon ingot is cut into silicon wafers in the present invention.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Charakteristik eines Halbleiterblocks assoziiert mit der Herstellung von in der Herstellung von Solarbatterien verwendeten Polysiliziumhalbleiterwafern. Auch wenn Silizium im Allgemeinen als solcher Halbleiter weit verbreitet ist, kann die vorliegende Erfindung auch auf Galliumarsenidlegierungen, Germanium, Siliziumcarbidlegierungen und dergleichen angewandt werden.The present invention relates to the characteristic of a semiconductor block associated with the production of polysilicon semiconductor wafers used in the manufacture of solar batteries. Although silicon is generally widely used as such semiconductor, the present invention can also be applied to gallium arsenide alloys, germanium, silicon carbide alloys, and the like.

In der folgenden Erklärung wird anhand des Beispiels Polysilizium beschrieben.In the following explanation, polysilicon will be described by way of example.

Wie in 1 gezeigt, werden Polysiliziumblöcke 2 durch Schneiden eines Polysiliziumbarrens 4 hergestellt, während die Schneideausrüstung mit einem Siliziumbarrenschneideslurry versorgt wird. Die Polysiliziumblöcke 2 werden hergestellt, indem der Polysiliziumbarren 4 in einer solchen Weise geschnitten wird, dass die Polysiliziumblöcke eine gewünschte Querschnittsform haben. Normalerweise ist eine solche Form ein quadratisches Prisma und der Polysiliziumbarren 4 wird hergestellt, indem Polysiliziumpulver in ein quadratisches Prisma mittels eines Gießverfahrens gegossen wird.As in 1 are shown polysilicon blocks 2 by cutting a polysilicon ingot 4 while the cutting equipment is being supplied with a silicon ingot cutting slurry. The polysilicon blocks 2 are prepared by the polysilicon ingot 4 is cut in such a way that the polysilicon blocks have a desired cross-sectional shape. Normally, such a shape is a square prism and the polysilicon ingot 4 is prepared by pouring polysilicon powder into a square prism by means of a casting process.

Das Siliziumbarrenschneideslurry entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält Schleifkörner und eine alkalische Substanz. Der Inhalt der alkalischen Substanz ist mindestens 3,5 Masse-% bezüglich der Masse der gesamten flüssigen Komponenten des Slurrys, und das Slurry enthält weiterhin organische Amine in einem Massenverhältnis von 0,5 bis 5 bezüglich des Wassers in den flüssigen Komponenten des Slurrys, wobei der pH-Wert des Slurrys 12 oder höher ist.The silicon ingot cutting slurry according to the present invention contains abrasive grains and an alkaline substance. The content of the alkaline substance is at least 3.5 mass% with respect to the mass of the total liquid components of the slurry, and the slurry further contains organic amines in a mass ratio of 0.5 to 5 with respect to the water in the liquid components of the slurry the pH of the slurry 12 or higher.

Zusätzlich können die Schleifkörner jedes Material sein, das im Allgemeinen als Schleifmittel verwendet wird, und es können z. B. aufgezählt werden, Siliziumcarbid, Ceroxid, Diamant, Bornitrid, Aluminiumoxid, Zirkon, Siliziumdioxid usw., und diese Substanzen können unabhängig voneinander oder in Kombination von zwei oder mehr Arten hiervon verwendet werden. Die Verbindungen, die für solche Schleifkörner verwendet werden können, sind auf dem Markt erhältlich und spezifisch werden die Handelsnamen GC (Green Silicon Carbide) und C (Black Silicon Carbide) (hergestellt von Fujimi Incorporated) als Siliziumcarbid aufgezählt, und Handelsnamen FO (Fujimi Optical Emery), A (Regular Fused Alumina), WA (White Fused Alimina) und PWA (Platelet Calcined Alimina) (hergestellt von Fujimi Incorporated) usw. werden als Aluminiumoxid aufgezählt.In addition, the abrasive grains may be any material that is generally used as an abrasive, and it may be e.g. For example, silicon carbide, cerium oxide, diamond, boron nitride, alumina, zirconium, silica, etc., and these substances may be used independently or in combination of two or more kinds thereof. The compounds which can be used for such abrasive grains are available on the market, and specifically, the trade names GC (Green Silicon Carbide) and C (Black Silicon Carbide) (manufactured by Fujimi Incorporated) are enumerated as silicon carbide, and tradenames FO (Fujimi Optical Emery), A (Regular Fused Alumina), WA (White Fused Alimina) and PWA (Platelet Calcined Alimina) (manufactured by Fujimi Incorporated), etc. are listed as alumina.

Obwohl nicht speziell beschränkt, liegt die mittlere Teilchengröße der Schleifteilchen vorzugsweise zwischen 1 μm und 60 μm und bevorzugter zwischen 5 μm und 20 μm. Wenn die mittlere Teilchengröße der Schleifteilchen kleiner ist als 1 μm, wird die Geschwindigkeit des Schneidens merklich langsam und ist deshalb nicht praktikabel, wohingegen wenn die mittlere Teilchengröße der Schleifteilchen 60 μm übersteigt, die Oberflächenrauhigkeit der Seitenflächen des Siliziumblocks 2 nach dem Schneiden groß werden kann, so dass es nicht wünschenswert ist.Although not particularly limited, the average particle size of the abrasive particles is preferably between 1 μm and 60 μm, and more preferably between 5 μm and 20 μm. When the average particle size of the abrasive particles is smaller than 1 μm, the speed of cutting becomes remarkably slow and therefore impractical, whereas if the average particle size of the abrasive particles exceeds 60 μm, the surface roughness of the side faces of the silicon block 2 after cutting can become large, so it is not desirable.

Auch, obwohl nicht speziell begrenzt, liegt der Anteil der Schleifteilchen vorzugsweise zwischen 20 Masse-% und 60 Masse-% bezüglich der Masse des gesamten Siliziumbarrenschneideslurries. Hier beachte man, dass, wenn der Anteil der Schleifteilchen weniger als 20 Masse-% ist, die Schneidegeschwindigkeit langsam und nicht praktisch werden kann, wohingegen wenn der Anteil der Schleifteilchen 60 Masse-% übersteigt, die Viskosität des Schlickers übermäßig groß wird, so dass das Slurry nicht einfach in die Schleifschnittstelle eingeführt werden kann.Also, although not specifically limited, the proportion of the abrasive particles is preferably between 20 mass% and 60 mass% with respect to the mass of the entire silicon ingot slurries. Here, note that if the proportion of the abrasive particles is less than 20% by weight, the cutting speed may become slow and not practical, whereas if the proportion of the abrasive particles exceeds 60% by weight, the viscosity of the slurry becomes excessively large, so that the slurry can not be easily introduced into the grinding interface.

In der vorliegenden Erfindung kann als alkalische Substanz jedes Material verwendet werden, das im Slurry als Base agiert, und z. B. können Metallhydroxide aufgezählt werden. Spezifischer können Alkalimetallhydroxide wie Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und dergleichen, und alkalische Erdenhydroxide wie Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid, Bariumhydroxid und dergleichen, aufgezählt werden und diese können unabhängig voneinander oder in Kombination von zwei oder mehreren hiervon verwendet werden. Unter diesen sind die Alkalimetallhydroxide vom Standpunkt ihrer Reaktivität mit dem Siliziumbarren 4 aus bevorzugt.In the present invention, as the alkaline substance, any material which acts as a base in the slurry can be used, and e.g. For example, metal hydroxides can be listed. More specifically, alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like, and alkaline earth hydroxides such as magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide and the like can be enumerated, and these may be used independently or in combination of two or more thereof. Among these, the alkali metal hydroxides are from the standpoint of their reactivity with the silicon ingot 4 from preferred.

Der Inhalt einer alkalischen Substanz beträgt zumindest 3,5 Masse-% und vorzugsweise zumindest 4,0 Masse-% bezüglich der Masse der gesamten flüssigen Komponenten des Siliziumbarrenschneideslurrys und vorzugsweise 30 Masse-% oder weniger und bevorzugter 20 Masse-% oder weniger. Für den Fall, dass der Anteil der alkalischen Substanz zu klein ist, wird der Schneidewiderstand nicht hinreichend vermindert, wohingegen in dem Fall, dass der Anteil der alkalischen Substanz zu groß ist, der pH-Wert des Slurrys gesättigt ist, so dass der Schneidewiderstand nicht in einem solchen Ausmaß reduziert ist wie in Hinblick auf den steigenden Betrag der Zugabe hiervon zu erwarten ist, was in einer gesteigerten Verschwendung in den Kosten resultiert und daher sind beide dieser Fälle nicht wünschenswert.The content of an alkaline substance is at least 3.5 mass% and preferably at least 4.0 mass% with respect to the mass of the entire liquid components of the silicon ingot cutting slurry, and preferably 30 mass% or less, and more preferably 20 mass% or less. In the case where the proportion of the alkaline substance is too small, the cutting resistance is not sufficiently lowered, whereas in the case that the proportion of the alkaline substance is too large, the pH of the slurry is saturated, so that the cutting resistance is not is reduced to such an extent as can be expected in view of the increasing amount of addition thereof, resulting in an increased waste in the cost, and therefore both of these cases are not desirable.

Das Siliziumbarrenschneideslurry nach der vorliegenden Erfindung enthält ein organisches Amin anders als die Schleifkörner. In der vorliegenden Erfindung ist das organische Amin verschieden von konventionellen Verdickern wie Suntan Gummi, Polyvinylalkohol usw., und verhält sich wie eine Substanz, die dazu dient, die chemische Aktivität des Slurrys zu erhöhen und die Änderung der Viskosität des Slurrys während der Schneideoperation zu unterdrücken. Als solches organisches Amin kann jedes wohlbekannte Amin ohne jede Beschränkung verwendet werden, und es werden z. B. Alkanolamine wie Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin, aliphatische Amine, alicyclische Amine und aromatische Amine aufgezählt. Diese können unabhängig voneinander oder in Kombination von zwei oder mehr Arten hiervon verwendet werden. Unter diesen sind Alkanolamine bevorzugt und Triethanolamine sind vom Standpunkt der Kosten und der Einfachheit der Handhabung her bevorzugt.The silicon ingot slurry slurry of the present invention contains an organic amine other than the abrasive grains. In the present invention, the organic amine is different from conventional thickeners such as suntan gum, polyvinyl alcohol, etc., and behaves as a substance serving to increase the chemical activity of the slurry and suppress the change in the viscosity of the slurry during the cutting operation , As such organic amine, any well-known amine can be used without any limitation, and e.g. As alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine, aliphatic amines, alicyclic amines and aromatic amines enumerated. These may be used independently or in combination of two or more kinds thereof. Among them, alkanolamines are preferable, and triethanolamines are preferable from the viewpoints of cost and ease of handling.

Der Anteil der organischen Amine in dem Slurry hat ein Massenverhältnis im Bereich von 0,5 bis 5 bezüglich des Wassers in den flüssigen Komponenten des Slurrys und vorzugsweise im Bereich von 1,0 und 4,0. Im Fall, dass das Massenverhältnis des organischen Amins bezüglich des Wassers in den flüssigen Komponenten des Slurrys weniger als 0,5 ist, kann nicht nur die Veränderung der Viskosität des Slurrys während der Schneideoperation nicht in einem befriedigendem Maß unterdrückt werden, sondern wird auch die anfängliche Viskosität des Slurrys klein, und daher ist ein solcher Fall nicht wünschenswert. Zusätzlich hat das organische Amin keine so starke Basizität wie alkalische Substanzen, weshalb der pH-Wert des Slurrys sich nicht stark ändert unter einer Art von Pufferwirkung, wenn das Massenverhältnis des organischen Amins bezüglich des Wassers in den flüssigen Komponenten des Slurrys 5,0 oder weniger ist. Wenn allerdings das Massenverhältnis des organischen Amins bezüglich des Wassers in den flüssigen Komponenten des Slurrys den Wert 5,0 übersteigt, wird die chemische Aktivität des Slurrys gedämpft, um die Schneidegeschwindigkeit zu reduzieren, und dies ist daher unerwünscht.The proportion of organic amines in the slurry has a mass ratio in the range of 0.5 to 5 with respect to the water in the liquid components of the slurry, and preferably in the range of 1.0 and 4.0. In the case where the mass ratio of the organic amine with respect to the water in the liquid components of the slurry is less than 0.5, not only the change in the viscosity of the slurry during the cutting operation can not be suppressed to a satisfactory degree, but also the initial one Slurry viscosity is small and therefore such a case is not desirable. In addition, the organic amine does not have as much basicity as alkaline substances, and therefore the pH of the slurry does not change greatly under a kind of buffering effect when the mass ratio of the organic amine to the water in the liquid components of the slurry is 5.0 or less is. However, if the mass ratio of the organic amine with respect to the water in the liquid components of the slurry exceeds 5.0, the chemical activity of the slurry is attenuated to reduce the cutting speed, and therefore it is undesirable.

Zusätzlich ist, auch wenn die anfängliche Viskosität des Siliziumbarrenschneideslurrys entsprechend der vorliegenden Erfindung nicht besonders beschränkt ist, eine Viskosität zwischen 50 und 120 mPa·s bei der Verwendung eines rotierenden Viskosimeters (z. B. einem programmierbaren Rheometer DV-III hergestellt von Brookfield Engineering) bei 90 Grad C und bei einer Scherrate von 57,6 [s^–1] bevorzugt. Wenn die anfängliche Viskosität des Siliziumbarrenschneideslurrys zu klein ist, wird das auf einen Draht beschichtete Slurry anfällig dafür, leicht herunterzutropfen, wohingegen, wenn die anfängliche Viskosität zu hoch ist, der Betrag (Anteil) von Slurry, der auf den Siliziumbarrenschneideteil gebracht wird, klein wird. Auch ist, obwohl die Viskosität des Slurrys während der Schneideoperation nicht besonders beschränkt ist, eine Viskosität von gleich oder weniger als 160 mPa·s bei Verwendung eines Rotationsviskosimeters (z. B. einem programmierbaren Rheometer DV-III hergestellt von Brookfield Engineering) bei 90 Grad C und einer Scherrate von 57,6 [s^–1] bevorzugt, und eine Viskosität von gleich oder weniger als 120 mPa·s ist weiter bevorzugt. Wenn die Viskosität des Slurrys während der Schneideoperation zu hoch ist, kann die gleichmäßige Verteilung des Slurrys in der Siliziumbarrenschneidesektion gestört werden, so dass die Schneidegeschwindigkeit reduziert werden kann und der Draht gebrochen werden könnte.In addition, although the initial viscosity of the silicon ingot cutting slurry according to the present invention is not particularly limited, a viscosity between 50 and 120 mPa · s when using a rotary viscometer (eg, a programmable rheometer DV-III manufactured by Brookfield Engineering). at 90 degrees C and at a shear rate of 57.6 [s ^-1 ]. If the initial viscosity of the silicon ingot cutting slurry is too small, the wire-coated slurry becomes susceptible to dripping easily, whereas if the initial viscosity is too high, the amount (amount) of slurry that is put on the silicon ingot cutting part becomes small , Also, although the viscosity of the slurry during the cutting operation is not particularly limited, a viscosity equal to or less than 160 mPa · s when using a rotational viscometer (eg, a programmable rheometer DV-III manufactured by Brookfield Engineering) is 90 degrees C and a shear rate of 57.6 [s ^-1 ], and a viscosity equal to or less than 120 mPa · s is more preferable. If the slurry's viscosity is too high during the cutting operation, the uniform distribution of slurry in the silicon ingot cutting section can be disturbed, so that the cutting speed can be reduced and the wire could be broken.

In der vorliegenden Erfindung kann Wasser, ein wohlbekanntes Kühlmittel und eine Mischung hiervon als flüssige Komponenten des Slurrys verwendet werden. Das hier verwendete Wasser ist vorzugsweise eines, das einen kleinen Verunreinigungsanteil hat, aber ist nicht hierauf beschränkt. Insbesondere werden reines Wasser, extra reines Wasser, Stadtwasser, Industriewasser usw. aufgezählt.In the present invention, water, a well-known refrigerant, and a mixture thereof may be used as liquid components of the slurry. The water used here is preferably one which has a small impurity content, but is not limited thereto. In particular, pure water, extra pure water, city water, industrial water, etc. are listed.

Auch ist, obwohl nicht besonders beschränkt, der Anteil des Wassers vorzugsweise zwischen 10 Masse-% und 40 Masse-% bezüglich der Masse des gesamten Siliziumbarrenschneideslurrys. Also, although not particularly limited, the proportion of the water is preferably between 10 mass% and 40 mass% with respect to the mass of the entire silicon ingot cutting line.

Zusätzlich kann das Kühlmittel eines sein, das allgemein als Schneideunterstützungsmischung verwendet wird, enthaltend Polyethylenglykol, Bezotriazole, Ölsäure usw. Solch ein Kühlmittel ist kommerziell auf dem Markt erhältlich und es können insbesondere Handelsnamen wie Multirikanol (hergestellt von Rikashokai Co., Ltd.), Lunacoolant (hergestellt von Ohtomo Chemical Ins., Corp.) usw. aufgezählt werden.In addition, the refrigerant may be one which is generally used as a cutting assisting mixture containing polyethylene glycol, benzotriazoles, oleic acid, etc. Such a refrigerant is commercially available, and particularly, trade names such as Multirikanol (manufactured by Rikashokai Co., Ltd.), Lunacoolant (manufactured by Ohtomo Chemical Ins., Corp.) and so on.

Auch beträgt, obwohl nicht besonders beschränkt, der Anteil des Kühlmittels vorzugsweise zwischen 10 Masse-% und 40 Masse-% bezüglich der Masse des gesamten Siliziumbarrenschneideslurrys.Also, although not particularly limited, the proportion of the refrigerant is preferably between 10 mass% and 40 mass% with respect to the mass of the entire silicon ingot cutting slurry.

Das Siliziumbarrenschneideslurry entsprechend der vorliegenden Erfindung hat durch ein basisches Material darin eine starke Basizität. Entsprechend ist die Siliziumbarrenschneideschnittstelle durch die im folgenden Ausdruck (1) gezeigte Reaktion geschwächt und gleichzeitig durch die Schleifkörner poliert. Si + 4H₂O → Si(OH)₄ + 2H₂ (1) The silicon ingot cutting slurry according to the present invention has strong basicity therein by a basic material. Accordingly, the silicon ingot cutting interface is weakened by the reaction shown in the following expression (1) and simultaneously polished by the abrasive grains. Si + 4H ₂ O → Si (OH) ₄ + 2H ₂ (1)

Wie aus dem obigen Ausdruck ersichtlich, wird die Reaktion des Siliziums umso mehr unterstützt, je höher der pH-Wert des Slurrys (und je stärker die Basizität hiervon) ist. Daher hat das Siliziumbarrenschneideslurry entsprechend der vorliegenden Erfindung einen pH-Wert von 12 oder mehr, vorzugsweise 13 oder mehr. Wenn der pH-Wert des Slurrys zu klein ist, ist die Reaktions(schwächungs)geschwindigkeit des Siliziums klein und die Schneidegeschwindigkeit kann nicht verbessert werden, so dass dies nicht erwünscht ist.As can be seen from the above expression, the higher the pH of the slurry (and the greater the basicity thereof), the more the reaction of silicon is assisted. Therefore, the silicon ingot cutting slurry according to the present invention has a pH of 12 or more, preferably 13 or more. If the pH of the slurry is too small, the reaction (weakening) rate of the silicon is small and the cutting speed can not be improved, so that it is not desirable.

Darüberhinaus wird das Siliziumbarrenschneideslurry der vorliegenden Erfindung bei einer Temperatur von 65°C bis 95°C verwendet. Wenn die Temperatur, bei welcher das Slurry verwendet wird, kleiner ist als 65°C wird die Reaktion nicht aktiviert und der Schneidewiderstand wird nicht in befriedigendem Maße vermindert, wohingegen, wenn die Temperatur 95°C überschreitet, Wasser, welches für die Reaktion notwendig ist, unzureichend ist wegen der Verdampfung der flüssigen Komponenten (hauptsächlich Wasser) im Slurry, so dass der Schneidewiderstand steigt, was nicht wünschenswert ist.Moreover, the silicon ingot cutting slurry of the present invention is used at a temperature of 65 ° C to 95 ° C. When the temperature at which the slurry is used is lower than 65 ° C, the reaction is not activated and the cutting resistance is not satisfactorily reduced, whereas when the temperature exceeds 95 ° C, water necessary for the reaction is decreased , is insufficient because of the evaporation of the liquid components (mainly water) in the slurry, so that the cutting resistance increases, which is not desirable.

Eine Vielfalt von Arten von wohlbekannten Zusätzen kann dem Siliziumbarrenschneideslurry der vorliegenden Erfindung in Übereinstimmung mit dem Zweck zugegeben werden, die Qualität der Produkte zu erhalten und ihre Performance zu stabilisieren oder in Übereinstimmung mit der Art, der Verarbeitungsbedingung usw. des Siliziumbarrens 4. Als solche Zusätze können z. B. Befeuchtungsmittel, Schmiermittel, Korrosionsverhinderer, chelatisierende Reagenzien, wie Natrium-Ethylendiamintetraacetat und Schleifkörner, Dispersionshilfsstoffe, wie Bentonit, aufgezählt werden.A variety of types of well-known additives may be added to the silicon ingot slurry of the present invention in accordance with the purpose of maintaining the quality of the products and stabilizing their performance, or in accordance with the nature, processing condition, etc. of the silicon ingot 4 , As such additives z. Humectants, lubricants, corrosion inhibitors, chelating reagents such as sodium ethylenediaminetetraacetate and abrasive grains, dispersion aids such as bentonite.

Das Siliziumbarrenschneideslurry der vorliegenden Erfindung kann durch Mischen der oben genannten einzelnen Komponenten im gewünschten Verhältnis hergestellt werden. Das Verfahren zum Mischen der einzelnen Komponenten ist beliebig und kann z. B. dadurch geschehen, dass sie mit einem Flügeltyprührwerk gerührt werden. Auch die Mischungsreihenfolge der einzelnen Komponenten ist beliebig und zusätzlich kann das so hergestellte Siliziumbarrenschneideschlurry weiterer Verarbeitung, wie z. B. Filterverarbeitung, Ionenaustauschverarbeitung usw. unterzogen werden, mit dem Zweck der Verfeinerung usw..The silicon ingot cutting slurry of the present invention can be prepared by mixing the above-mentioned individual components in the desired ratio. The method for mixing the individual components is arbitrary and may, for. B. be done by being stirred with a wing-type agitator. The mixing order of the individual components is arbitrary and in addition, the silicon ingot cutting slurry thus produced further processing such. For example, filter processing, ion exchange processing, etc., with the purpose of refinement, etc.

In dem Verfahren zum Schneiden des Siliziumbarrens 4 entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Schneidegerät verwendet. Als solch ein hier verwendeter Schneideapparat kann jeder beliebige Schneideapparat verwendet werden, aber es werden dort z. B. eine Bandsäge, eine Drahtsäge, eine Multibandsäge, eine Multidrahtsäge, ein äußeres peripheres Kantenschneidegerät und ein inneres peripheres Kantenschneidegerät aufgezählt. Wenn ein Barren mit einem großen Durchmesser von 50 cm oder mehr z. B. geschnitten wird, ist die Drahtsäge unter diesen Säge- und Schneidegeräten besonders bevorzugt. Dies ist deshalb, weil der Barren mit einem kleinen Schneiderand verglichen mit den anderen Schneidegeräten geschnitten werden kann.In the method of cutting the silicon ingot 4 According to the present invention, a cutting device is used. As such a cutting apparatus used here, any cutting apparatus can be used, but there are z. As a band saw, a wire saw, a multi-band saw, a multi-wire saw, an outer peripheral edge cutter and an inner peripheral edge cutter are enumerated. If a billet with a large diameter of 50 cm or more z. B. is cut, the wire saw under these sawing and cutting equipment is particularly preferred. This is because the ingot can be cut with a small cutting edge compared to the other cutting tools.

Ein Polysiliziumwafer 1 wird durch in Scheiben schneiden eines Polysiliziumblocks 2 in eine gewünschte Dicke unter Verwendung eines Drahtes 3 hergestellt, wie in 2 gezeigt. Normalerweise ist der so hergestellte Wafer eine rechteckige Platte.A polysilicon wafer 1 is by slicing a polysilicon block 2 to a desired thickness using a wire 3 made as in 2 shown. Normally, the wafer thus produced is a rectangular plate.

Hier wird eine Erklärung eines Evaluationsmaßes für die Oberflächenrauhigkeit einer Seitenoberfläche des Siliziumblocks 2 gegeben. Es wird hier bemerkt, dass eine maximale Höhe Ry als die Oberflächenrauhigkeit verwendet wird. Darüberhinaus wird die maximale Höhe Ry unter Verwendung eines SURFCOM480M, hergestellt von Tokyo Seimitsu Co., Ltd., unter den folgenden Bedingungen gemessen: Ein Stiftdurchmesser ist 5 μm (ein Kegel bei 90 Grad C); eine Evaluationslänge ist 2 mm; eine Messgeschwindigkeit ist 0,6 mm; und ein Cutoffwert ist 0,25 mm. Zusätzlich ist die zu messende Seitenoberfläche des Siliziumblocks 2 eine Seitenoberfläche, die übrig bleibt als eine Kantenfläche des Siliziumwafers 1 erhalten durch Inscheibenschneiden des Siliziumblocks. Zum Beispiel sind es im Falle eines quadratischen Prismas vier Seitenoberflächen und im Falle einer kreisförmigen Säule eine seitenumfängliche Oberfläche.Here will be an explanation of an evaluation measure of the surface roughness of a side surface of the silicon block 2 given. It is noted here that a maximum height Ry is used as the surface roughness. Moreover, the maximum height Ry is measured using a SURFCOM480M manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. under the following conditions: a pin diameter is 5 μm (a cone at 90 degrees C); an evaluation length is 2 mm; a measuring speed is 0.6 mm; and a cutoff value is 0.25 mm. In addition, the side surface of the silicon block to be measured is 2 a side surface remaining as an edge surface of the silicon wafer 1 obtained by slicing the Silicon block. For example, in the case of a square prism, there are four side surfaces, and in the case of a circular column, a side peripheral surface.

Eine Beschädigungs- oder Fehlerrate Y ist das Verhältnis eines Anteils von Siliziumwafern 1, die beschädigt sind, wenn eine Solarbatterie unter Verwendung der Siliziumwafer 1, die durch Inscheibenschneiden eines einzelnen Siliziumblocks 2 erhalten wurden, hergestellt wird.A damage or error rate Y is the ratio of a fraction of silicon wafers 1 that are damaged when using a solar battery using the silicon wafers 1 produced by slicing a single silicon block 2 obtained is produced.

Auch wird eine Fehlerrate Y (0,8, 330), die erhalten wird, wenn eine Solarbatterie unter Verwendung der Siliziumwafer 1 hergestellt wurde, von denen jeder eine Dicke t von 330 μm hat, die aus einem Siliziumblock 2 mit einer Seitenoberfläche, die eine Oberflächenrauhigkeit Ry von 0,8 μm hat, ausgeschnitten wurden, und deren Fehlerrate die kleinste ist, 0 gesetzt. Zusätzlich wird eine Fehlerrate Y (3,5, 240), die erhalten wird, wenn eine Solarbatterie unter Verwendung von Siliziumwafern 1 hergestellt wurde, von denen jeder eine Dicke t von 240 μm hat, die aus einem Siliziumblock 2 mit einer Seitenoberfläche, die eine Oberflächenrauhigkeit von Ry von 3,5 im hat, ausgeschnitten wurden, und deren Fehlerrate die höchste ist, auf 1 gesetzt.Also, an error rate Y (0.8, 330) obtained when a solar battery using the silicon wafers 1 of which each has a thickness t of 330 μm, which consists of a silicon block 2 was cut out with a side surface having a surface roughness Ry of 0.8 μm, and whose error rate is the smallest one. In addition, an error rate Y (3,5, 240) obtained when a solar battery using silicon wafers 1 each having a thickness t of 240 μm made of a silicon block 2 with a side surface having a surface roughness of Ry of 3.5 μm, and whose error rate is the highest, set to 1.

Eine Substratbeschädigungsverbesserungsrate I während der Herstellung einer Solarbatterie kann daher aus dem folgenden Ausdruck (2) mit einer Fehlerrate A (Ry, t) erhalten werden, wenn die Oberflächenrauhigkeit Ry der Seitenoberfläche des Siliziumblocks 2 und die Dicke t des Siliziumwafers 1 variabel gemacht werden, gesetzt als Relativwert zwischen 1 und 0 wie oben dargestellt. I = {A(3,5, 240) – A(Ry, t)}/{A(3,5, 240) – A(0,8, 330)} (2) Therefore, a substrate damage improvement rate I during the manufacture of a solar battery can be obtained from the following expression (2) with an error rate A (Ry, t) when the surface roughness Ry of the side surface of the silicon block 2 and the thickness t of the silicon wafer 1 be made variable, set as a relative value between 1 and 0 as shown above. I = {A (3,5, 240) -A (Ry, t)} / {A (3,5, 240) -A (0.8, 330)} (2)

Experimente wurden unter den oben genannten experimentellen Bedingungen ausgeführt, um den Zusammenhang zwischen dem Zustand des Siliziumwafers und Brüchen zu untersuchen, und die Häufigkeit vom Auftreten von Brüchen in der Nachbehandlung wurde überprüft. Man beachte hier, dass die Häufigkeit des Auftretens von Brüchen repräsentiert wird durch Ersetzung dieser mit der oben genannten Substratbeschädigungsverbesserungsrate.Experiments were carried out under the experimental conditions mentioned above to investigate the relationship between the state of the silicon wafer and cracks, and the frequency of occurrence of cracks in the aftertreatment was checked. Note here that the frequency of occurrence of breaks is represented by replacing them with the above-mentioned substrate damage improvement rate.

In diesem Experiment wurden zuerst sechs Arten von Siliziumblöcken 2 hergestellt, die Oberflächenruhigkeiten Ry ihrer Seitenoberflächen von 0,8; 0,9; 2,6; 3,0; 3,5 bzw. 4,3 μm haben. Dann wurden Siliziumwafer 1 aus diesen Siliziumblocks 2 ausgeschnitten, die drei Arten von Dicken von 330 μm, 280 μm bzw. 240 μm haben. Danach wurden Solarbatterien unter Verwendung der Siliziumwafer, die durch Inscheibenschneiden der einzelnen Siliziumblöcke 2 erhalten wurden, hergestellt und die Substratbeschädigungsverbesserungsrate wurde von der Fehlerrate zu dieser Zeit berechnet, und wurde in 3 dargestellt.In this experiment were first six types of silicon blocks 2 prepared, the surface disturbances Ry of their side surfaces of 0.8; 0.9; 2.6; 3.0; 3.5 or 4.3 microns have. Then were silicon wafers 1 from these silicon blocks 2 cut out, which have three types of thicknesses of 330 microns, 280 microns and 240 microns. Thereafter, solar batteries were made using the silicon wafers by slicing the individual silicon ingots 2 and the substrate damage improvement rate was calculated from the error rate at that time, and was calculated in 3 shown.

Wie aus 3 zu erkennen ist, scheint es, dass die Substratbeschädigungsverbesserungsrate zum Zeitpunkt, wenn die Dicke des auszuschneidenden Siliziumwafers 1 330 μm ist, die Tendenz hat, dass ihre Variation bis zu einem Ausmaß in einem Bereich, in welchem die Oberflächengenauigkeit 3 μm übersteigt, groß wird, aber die Substratbeschädigungsverbesserungsrate übersteigt noch 80% und daher wird angenommen, dass es in der praktischen Verwendung kein Problem gibt. Entsprechend kann gesagt werden, dass im Falle, dass die Dicke jedes Siliziumwafers 1 330 μm ist, die Oberflächenrauhigkeit die Substratbeschädigungsverbesserungsrate nicht beeinflusst, wenn die Oberflächenrauhigkeit der Seitenoberfläche des Siliziumblocks 2 zumindest 5 μm oder weniger ist.How out 3 As can be seen, it appears that the substrate damage improvement rate at the time when the thickness of the silicon wafer to be cut out 1 330 μm, the variation tends to become large to an extent in a range in which the surface accuracy exceeds 3 μm, but the substrate damage improving rate still exceeds 80%, and therefore, it is considered to pose no problem in practical use gives. Accordingly, it can be said that in the case that the thickness of each silicon wafer 1 330 μm, the surface roughness does not affect the substrate damage improvement rate when the surface roughness of the side surface of the silicon block 2 at least 5 microns or less.

Allerdings ändert sich die Oberflächenrauhigkeit der Seitenoberfläche des Siliziumblocks 2 schnell zwischen 2,6 μm und 3 μm zu der Zeit, wenn die Dicke jedes auszuschneidenden Siliziumwafers 1 280 μm ist. Die Substratbeschädigungsverbesserungsrate jedes aus dem Siliziumblock 2 ausgeschnittenen Siliziumwafers 1 mit einer Oberflächenrauhigkeit von 3 μm oder mehr reicht von 40% bis 50% und bleibt im wesentlichen auf dem gleichen Niveau bis zu einer Messungsoberengrenze von 4,3 μm im gegenwärtigen Experiment. Andererseits erreicht die Substratbeschädigungsverbesserungsrate jedes Siliziumwafers, der aus dem Siliziumblock 2, der eine Oberflächenrauhigkeit von 2,6 μm oder weniger hat, ausgeschnitten wurde, ungefähr 90% und bleibt im wesentlichen konstant auf diesem Niveau bis zu einer Messungsunterengrenze von 0,8 μm im gegenwärtigen Experiment, so dass die Variation der Substratbeschädigungsverbesserungsrate also innerhalb ± 5% liegt.However, the surface roughness of the side surface of the silicon block changes 2 rapidly between 2.6 μm and 3 μm at the time when the thickness of each silicon wafer to be cut out 1 280 μm. The substrate damage improvement rate each from the silicon block 2 cut out silicon wafer 1 with a surface roughness of 3 μm or more ranges from 40% to 50% and remains substantially at the same level up to a measurement upper limit of 4.3 μm in the present experiment. On the other hand, the substrate damage improvement rate reaches each silicon wafer made of the silicon block 2 which has a surface roughness of 2.6 μm or less has been cut out about 90% and remains substantially constant at this level up to a measurement lower limit of 0.8 μm in the present experiment, so that the variation of the substrate damage improving rate is within ± 5 % lies.

Weiterhin ändert sich die Substratbeschädigungsverbesserungsrate zu der Zeit, wenn die Dicke jedes aus dem Siliziumblock 2 ausgeschnittenen Siliziumwafers auf 240 μm verringert wird, nicht so steil wie im Fall von 280 μm, sondern fängt an, extrem abzufallen von dem Punkt, wo die Oberflächenrauhigkeit der Seitenoberfläche ungefähr 2,3 μm übersteigt und wird im wesentlichen 0%, wenn 3 μm überstiegen werden und bleibt auf dem gleichen Niveau von dort bis auf zumindest 4,3 μm. Da andererseits die Oberflächenrauhigkeit weniger als 2,3 μm abfällt, beginnt die Substratbeschädigungsverbesserungsrate zu steigen und erreicht im wesentlichen 80% bei ungefähr 1 μm und erreicht im wesentlichen das gleiche Niveau wie der Wert darunter.Furthermore, the substrate damage improvement rate changes at the time when the thickness of each of the silicon block 2 cut silicon wafer is reduced to 240 microns, not as steep as in the case of 280 microns, but begins to fall extremely from the point where the surface roughness of the side surface exceeds about 2.3 microns and is substantially 0%, when exceeded 3 microns be and stay at the same level from there to at least 4.3 microns. On the other hand, since the surface roughness decreases less than 2.3 μm, the substrate damage improving rate starts to increase and reaches substantially 80% at about 1 μm, and reaches substantially the same level as the value below.

Wenn die Dicke jedes Siliziumwafers 1 und die Oberflächenrauhigkeit der Seitenoberfläche des Siliziumblocks 2 geändert wurden, um den Zusammenhang dazwischen zu untersuchen, wurde herausgefunden, dass der Wert der Oberflächenrauhigkeit, bei welchem sich die Substratbeschädigungsverbesserungsrate stark ändert, in Übereinstimmung mit der Dicke jedes Siliziumwafers 1 variiert.When the thickness of each silicon wafer 1 and the surface roughness of the side surface of the silicon block 2 In order to examine the relationship between them, it has been found that the value of the surface roughness at which the substrate damage improving rate changes greatly in accordance with the thickness of each silicon wafer 1 varied.

Wenn zum Beispiel ein Siliziumblock 2 zu Siliziumwafern 1 in Scheiben geschnitten werden soll, wobei jeder eine Dicke von 280 μm aufweist, wird ein Siliziumblock 2 mit einer Seitenoberfläche mit einer Oberflächenrauhigkeit von 2,6 μm oder weniger hergestellt, wohingegen, wenn ein Siliziumblock 2 zu Siliziumwafern 1 in Scheiben geschnitten werden soll, wobei jeder eine Dicke von 240 μm aufweist, wird ein Siliziumblock 2 mit einer Seitenoberfläche mit einer Oberflächenrauhigkeit von 1 μm oder weniger hergestellt, und in beiden Fällen ist es bevorzugt, dass als Siliziumbarrenschneideslurry dort eines verwendet wird, welches Schleifkörner und eine alkalische Substanz enthält, wobei der Inhalt der alkalischen Substanzen mindestens 3 Masse-% bezüglich der Masse der gesamten flüssigen Komponenten des Slurrys ist, und welches außerdem ein organisches Amin in 0,5 bis 5,0 des Massenverhältnisses bezüglich des Wassers in den flüssigen Komponenten des Slurrys enthält, wobei der pH-Wert des Slurrys 12 oder mehr ist.If, for example, a silicon block 2 to silicon wafers 1 is to be sliced, each having a thickness of 280 microns, is a silicon block 2 with a side surface having a surface roughness of 2.6 μm or less, whereas when a silicon block 2 to silicon wafers 1 to be sliced, each having a thickness of 240 microns, is a silicon block 2 with a side surface having a surface roughness of 1 μm or less, and in both cases, it is preferable that as the silicon ingot cutting slurry there is used one containing abrasive grains and an alkaline substance, the content of the alkaline substances being at least 3 mass% with respect to Mass of the total liquid components of the slurry is, and which also contains an organic amine in 0.5 to 5.0 of the mass ratio with respect to the water in the liquid components of the slurry, wherein the pH of the slurry 12 or more.

Im Fall, dass die Dicke jedes Siliziumwafers 1 280 μm ist, bleibt zusätzlich die Oberflächenbeschädigungsverbesserungsrate konstant oder unverändert bei 50%, wenn, wie oben dargestellt, die Oberflächenrauhigkeit des Siliziumblocks 2 zwischen ungefähr 3 μm bis ungefähr 4,3 μm beträgt, aber wenn die Oberflächenrauhigkeit grober gemacht wird, fällt die Bruchergebnisverbesserungsrate auf 0% (d. h. die Substratbeschädigungsverbesserungsrate fällt auf 0%). Entsprechend gibt es, abhängig von der Dicke jedes Siliziumwafers 1, eine Vielzahl von Punkten, an denen sich die Substratbeschädigungsverbesserungsrate stark ändert von einem Bereich, wo sie konstant oder unverändert wird, wenn die Oberflächenrauhigkeit des Siliziumblocks 2 dazu gebracht wird zu fallen, selbst wenn ein Bereich gefunden wurde, in welchem die Oberflächenrauhigkeit des Siliziumblocks 2 einmal konstant oder unverändert wird, besteht noch eine Möglichkeit, dass ein Bereich existiert, in welchem die Substratbeschädigungsverbesserungsrate stark verbessert wird.In the case that the thickness of each silicon wafer 1 280 μm, in addition, the surface damage improving rate remains constant or unchanged at 50% when, as shown above, the surface roughness of the silicon ingot 2 is between about 3 .mu.m to about 4.3 .mu.m, but when the surface roughness is made coarser, the fractional result improvement rate drops to 0% (ie, the substrate damage improvement rate falls to 0%). Accordingly, depending on the thickness of each silicon wafer 1 , a plurality of points where the substrate damage improving rate greatly changes from an area where it becomes constant or unchanged when the surface roughness of the silicon block 2 is caused to fall even if a region has been found in which the surface roughness of the silicon block 2 Once constant or unchanged, there is still a possibility that there exists a region in which the substrate damage improvement rate is greatly improved.

Da die Dicke jedes Siliziumwafers 1 dünn gemacht werden kann, ist es weiter notwendig, die Oberflächenrauhigkeit der Seitenoberfläche des Siliziumblocks auf einen Wert gleich oder weniger als der obere Grenzwert eines Bereich einzustellen, in welchem die Substratbeschädigungsverbesserungsrate 80 oder mehr wird.Because the thickness of each silicon wafer 1 It is further necessary to set the surface roughness of the side surface of the silicon block to a value equal to or less than the upper limit of a range in which the substrate damage improving rate 80 or more.

Entsprechend eines solchen Siliziumblockherstellungsverfahrens werden Siliziumblocks 2 durch Schneiden eines Siliziumbarrens 4 unter Verwendung eines Slurrys hergestellt, das Schleifkörner und alkalische Substanzen enthält. Als Resultat besteht keine Notwendigkeit, die Seitenoberflächen jedes Siliziumblocks einzeln nach seinem Schneiden zu polieren, so dass ein Prozess eliminiert werden kann, und es damit möglich wird, Siliziumwafer zu geringen Kosten zur Verfügung zu stellen.According to such a silicon block production process, silicon ingots become 2 by cutting a silicon ingot 4 made using a slurry containing abrasive grains and alkaline substances. As a result, there is no need to polish the side surfaces of each silicon ingot individually after it is cut, so that a process can be eliminated, and thus it becomes possible to provide silicon wafers at a low cost.

Claims

Method for producing silicon wafers ( 1 ), comprising the steps of: 1) cutting out a silicon block ( 2 ), which has a predetermined surface roughness, from a silicon ingot ( 4 ) using a silicon ingot cutting lurrys; and 2) cutting silicon wafers ( 1 ), each having a predetermined thickness, from the silicon block ( 2 ), wherein the silicon ingot cutting slurry contains abrasive grains and an alkaline substance; the slurry contains an organic amine in a mass ratio of 0.5 to 5.0 with respect to water in the liquid components of the slurry; the slurry is used at a pH of 12 or more and at a temperature of 65 to 95 degrees C; and the predetermined surface roughness is set equal to or lower than an upper value of a range in which a substrate damage improving rate becomes 80% or more.

Method for producing silicon wafers ( 1 ) according to claim 1, wherein the predetermined surface roughness is set smaller than 3 μm when the predetermined thickness of the silicon wafer ( 1 ) Is 280 microns.

Method for producing silicon wafers ( 1 ) according to claim 1, wherein said predetermined surface roughness is set equal to or smaller than 1 μm when said predetermined thickness of said silicon wafer ( 1 ) Is 240 microns.